溶胶凝胶辅助高温球磨合成LiCr_xMn_(2-x)O_4

以氢氧化锂、醋酸铬、醋酸锰为原料,用溶胶凝胶辅助高温球磨法合成了尖晶石型LiCr_xMn_(2-x)O_4(x=0.05,0.1,0.2)正极材料.研究了掺杂不同量Cr对材料的相结构、形貌和充放电性能的影响,并与未掺杂的LiMn_2O_4对比.结果表明:掺杂Cr后材料的容量保持率相对LiMn_2O_4有很大提高;材料的放电比容量随着掺杂量的增大逐渐减小,当x=0.2时放电比容量已低于LiMn_2O_4;当x=0.05时,所制备产物的充放电性能最佳,在0.1倍率下,首次放电容量达到119.6 m Ah/g,循环40次后放电容量保持率为97.4%.而且,从0.1到2.0不同倍率下循环100次后放电容量保持率为96.3%.     

人工合成与天然CuFeS_2的电化学性能

通过溶剂热方法制备了纯净的CuFeS2粉体,并分别以天然和合成的CuFeS2作为锂电池正极材料装配电池进行电化学性能测试.测试结果表明,合成的CuFeS2作为正极材料、碳纳米管作为导电剂装配的电池室温一次放电容量达到了1 300mAh/g,放电平台为1.75,1.50V;天然CuFeS2中含有C,O,Si,Al等杂质元素,室温一次放电容量为1 000mAh/g,放电平台以及放电曲线形状均与合成CuFeS2为正极材料时相似.CV曲线说明Li/CuFeS2电池在室温下具有循环潜力.400℃真空焙烧3h有利于去除所合成CuFeS2粉体表面的残留溶剂,降低电极片内阻.另外,研究了电池在不同放电倍率下的放电性能.     

模板法合成介孔锂离子电池正极材料LiFePO4

以表面活性剂为模板通过自组主装的方式合成了介孔的锂离子电池正极材料LiFePO4.采用XRD、SEM、BET和电化学测试对材料的结构、形貌、比表面积和电化学性能进行表征.介孔LiFePO4的平均粒度在200～300 nm,首次放电比容量可达133.2 mAh/g.介孔LiFePO4的电化学性能与非孔结构的LiFePO4相比有很大提高.     

单分散花状分级结构LiFePO_4的合成及其电化学性能

以乙二醇为溶剂,尿素为添加剂,采用溶剂热法制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)。采用XRD,BET,SEM和TEM等对产物的结构和形貌进行表征,运用恒流充放电测试对LiFePO4/C复合材料的电化学性能进行研究。研究结果表明:花状分级结构的LiFePO4由单晶纳米片组成,且具有开放多孔的特性,其单分散性良好,粒径约为8μm,振实密度达1.2g/cm3。LiFePO4/C样品的首次放电比容量达152.4mA·h/g;在0.2C,1C和2C倍率下比容量分别为134.3,118.5和103.7mA·h/g;当放电倍率为2C时,经过5个循环后,容量保持在100.1mA·h/g,容量保持率为96.7%。     

CNTs对MH/Ni电池正极电化学性能的影响

采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将碳纳米管作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究了正极中添加不同含量在不同充放电制度下对电化学性能的影响. 结果表明,在30 mA/g恒电流放电条件下,添加了碳纳米管的模拟电池放电性能并没有得到改善,而且比没有添加的要差些;但在60 mA/g恒电流放电条件下,添加碳纳米管的作用比较明显,添加量为质量分数1%的碳纳米管电化学性能较好,在第40和80次循环时放电容量分别为272.2 mAh/g 和260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳.     

Mg2+掺杂对锰酸锂正极材料电化学性能的影响

尖晶石型LiMn₂O₄正极材料的电压平台高、原料来源丰富、生产成本低廉,但由于Jahn-Teller效应导致晶格畸变和Mn³⁺歧化分解导致过渡金属锰的溶解严重影响电池的循环性能。本文探究了不同Mg²⁺掺杂量对LiMn₂O₄正极材料电化学性能的影响。采用高温固相法制备了LiMg₍(x))Mn₍(2-x))O₄(x=0,0.01,0.03,0.05)样品,并对其组织结构和电化学性能进行分析。结果表明,所有样品均为立方尖晶石结构,呈截断八面体形貌。电化学性能测试表明,当x=0.03时,LiMg_0.03Mn_1.97O₄样品在0.2 C下具有较高的放电比容量和最高的首次库伦效率(98.44%),循环稳定性最佳;在0.5 C下循环100圈后仍具有119.3 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达92.62%。     

高铁酸钡的制备及电化学性能研究

主要研究了正极材料BaFeO4的合成并利用XPS法对产品纯度进行检测。将BaFeO4作为一次性碱性电池中的正极活性物质，研究不同电解质溶液浓度下和不同材质的隔膜下的放电性能，发现以饱和Ba(OH)2和13mol／LKOH混合液为电解质溶液的电池放电比容量最高。另外采用WhatmanGF／A隔膜也可以明显改善高铁酸盐碱性电池的放电性能。     

铅酸蓄电池正极板添加剂的研究进展

铅酸蓄电池的最主要缺陷是比能量低,除由于铅及其化合物的密度较大之外,还因二价铅化合物的导电性不良. 因此对其性能控制电极--二氧化铅(PbO2)电极的研究有利于提高铅酸蓄电池性能,促进铅酸蓄电池的发展. 理想的添加剂至少要具有与碳一样高的导电性、能够大幅度地减少所需物质的量、并且在正极板的化成中稳定. 该文分析了导电添加剂、非导电添加剂各自在铅酸蓄电池中所起到的作用. 说明了提高电池比能量、高倍率放电以及循环寿命等不同性能可选择的添加剂. 使用非导电添加剂如玻璃小球、沸石等,通过提高活性物质孔率而提高比能量;使用导电添加剂如碳素材料及镀SnO2的玻璃小片,通过提高活性物质导电性而提升高率性能.     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.     

LiCoO2正极材料的合成及其电化学性能

采用回收的含有少量Co3O4的LiCoO2为原料, 加入Li2CO3调整Li与Co的物质的量比, 高温合成正极材料LiCoO2, 运用扫描电镜和X射线衍射仪对合成的LiCoO2进行微观形貌与晶相结构的研究. 研究结果表明 合成时间对晶体结构和电化学性能有较大的影响, 合成时间越长, LiCoO2的结构越完整;将LiCoO2样品组装成电池进行电化学检测, 烧结时间为12 h的样品首次充、放电比容量分别为161.16和150.67 mA·h/g, 经30次循环之后, 放电比容量仍有141.19 mA·h/g, 表现出良好的电化学性能.     

从废铅蓄电池中湿法回收铅的技术进展

废铅蓄电池是再生铅的主要原料,其中的铅除金属外还含有不同数量的Pb0,Pb02,PbSO4,因此其再生过程较为复杂.目前国内外主要采用火法和湿法回收铅.与火法相比,湿法具有能耗低,环境效益好等优点.对环境友好的从废铅蓄电池中湿法回收铅的工艺进行了综述,介绍了各种湿法工艺的原理和流程.     

蓄电池在微电网中储能控制技术研究

微电网中含有负荷、发电、输配电等系统,为了保持电能质量和系统可靠性,就必须保持功率的动态平衡,储能系统通过吸收和发出功率保证了系统的稳定及供电质量的可靠。文中简要分析了包含储能系统的微电网的系统结构,研究了适用于微网的储能设备的控制方式,根据铅酸蓄电池的性能特性,在实验基础上对微电网中铅酸蓄电池储能容量进行了分析计算。     

纳米级铁酸盐的制备及其电化学性能

用简化工艺的化学氧化法快速合成电池级纳米铁酸盐材料,并研究了制备过程中吸收碱液浓度对产品产率和纯度的影响.采用循环伏安法研究六价铁在碱性电解液中的还原特性,比较了Zn-K2FeO4,Zn-BaFeO4及Zn- SrFeO4电池和添加不同添加剂的Zn-BaFeO4电池的放电性能.研究结果表明:高铁酸钾在7 mol/L KOH 溶液中还原电位在0.2 V左右,溶液电极过程主要受扩散控制;以BaFeO4作为超铁(VI)电池的正极材料时,电池的放电容量最大,尤其是添加3%KMnO4 2?(OH)2作添加剂的Zn-BaFeO4电池,其综合性能最佳.     

储能型光伏系统电池容量优化配置及经济性分析

独立型光储微电网作为光伏应用的有效形式得到了广泛的使用,其中系统的经济性优劣主要依赖储能的类型和配置调控方案。基于此,根据独立光伏系统的建模思想,在给定负荷变化规律的前提下,以最大化利用光伏输出能量为目标,建立光伏能量最大化利用模型,将光伏发电单元和储能单元作为整体进行容量优化配置。通过算例分析,获得目前较为典型的5种储能电池和光伏容量的优化配置结果,在此基础上,为使系统经济性最优,进一步引入年均成本为目标并建立相应模型,得到了5种电池和混合储能电池的经济对比分析结果,最后对5种电池对应的放电时间、循环效率和寿命进行了敏感性分析。结果表明,在同等配置条件且满足项目指标的要求下,能量型铅酸电池和功率型铅酸电池组成的混合电池具有更好的经济性,其次为钠硫电池和铁锂电池,全钒液流电池成本最高。     

Changes of Some Capacities and Failure Mode of Ni/MH Batteries During Cycling

The changes of capacities of positive and negative electrodes,reserve capacities of charging and discharging, and the weight of batteries during cycling have been determined. The increase of the discharging reserve capacity due to the conjugated electrochemical reactions of the oxidation of hydrogen-storage alloy is estimated. The results show that the failure mode of Ni/MH batteries developed is as follows: during the increase of cycles, the hydrogen-storage alloy is oxidized continuously and the charging reserve capacity is decreased rapidly while the discharging reserve capacity is increased gradually, thus the internal pressure is increasing, first H2 leaks out from the battery, then the mixture of H2 and O2. The leakage of gases and the total reaction of oxidation of the alloy consume H2O, and the surface oxides on the alloy increase, so that the internal resistance of the battery increases.     

铅酸电池多物理场建模与数值模拟

探索铅酸电池的放电机理, 建立物理化学模型以模拟电池放电过程. 依据电池实验数据对模型进行验证, 证明了模型模拟结果的准确性, 并使用模型经验参数的平均值验证了模型的普适性. 利用模型对已有电池的结构参数进行分析, 并依据模拟结果对电池结构提出改进意见, 给出了一款成本更低、体积更小、重量更轻但容量更大的新型电池设计方案. 利用物理化学模型和数值模拟技术进行新型电池的研发, 能够大大减少试验开发的成本, 缩短开发时间, 加快电池的发展进程.     

基于神经网络的铅酸蓄电池剩余容量预测

为有效地对电动车电池剩余容量进行预测,在分析了铅酸蓄电池充放电过程的反应机理的基础上,应用改进算法的BP神经网络,建立了铅酸蓄电池的神经网络模型,用于预测铅酸蓄电池放电过程中某一状态下的剩余容量。结果表明,通过该网络模型可以方便快速地得到电池剩余容量及荷电状态的预测值,所得结果满足要求,为电池管理系统提供了一种新的预测方法。     

电极表面电位、电流分布的模型辨识

本文以起动型铅酸蓄电池为例,建立了电极表面电位、电流分布的数学模型。模型计算值和实验值吻合良好,表明模型的可靠性和适用性。该数学模型可用于予测电池放电过程中,电池端电压和电极表面电位、电流分布,活性物质利用率的分布等,并可用于分析不同板栅结构对这些主要参数的影响,为优化设计提供理论依据。     

铅酸蓄电池正极添加剂的研究

对不同添加剂的铅蓄电池正极性能进行了研究。采用６Ｖ－６Ａｈ电池在确保电池性能受正极控制的条件下,测定了含不同添加剂的正极活性物质利用率及电池的湿储存性能,并采用电子扫描电镜法观察了这些电极的表面形态。实验结果表明,导电纤维添加剂可明显提高电极的活性物质利用率,而某些硫酸盐添加剂可显著提高电池的储存性能。     

蓄电池剩余电量的模糊预测

在分析铅酸蓄电池剩余电量预测方法的基础上,实现了一种基于蓄电池电动势和内阻的电量模糊预测方法.根据蓄电池电动势与电量的实测数据,拟合出一个经验方程,作为电量预测模型的负反馈环节,从而提高了模糊控制器的精度与稳定性.仿真结果表明,该方法有效可行.